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用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.实
1人问答
问题描述:

用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图甲所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过测量______(填选项前的符号),间接地解决这个问题.

A.小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有______.

A.A、B两点间的高度差h1 B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2 D.小球1和小球2的半径r

(3)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示.有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm.

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为m1

l2=m1

l1+m2

l3

m1

l2=m1

l1+m2

l3

(用所测物理量的字母表示).

胡雁冰回答:
  (1)因为平抛运动的时间相等,根据v=xt,所以用水平射程可以代替速度,则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度.故C正确,A、B错误.故选:C.(2)根据动量守恒得,m1•OP=m1•OM+m2•ON,所以除了测量线段OM、O...
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